基于神经网络地混凝土斜拉桥健康状态评估技术研究

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1、摘要论文以国内外斜拉桥建模、桥梁健康监测及评估研究、神经网络理论及应用资料收集分析为基础，根据混凝土斜拉桥的结构特点，运用模态分析技术，以人工神经网络为主要工具，对混凝土斜拉桥结构建模、子结构权重的确定、评估中拉索的选择、健康状态评估技术进行了研究。以青岛丹山水库斜拉桥为工程依托，以结构分析软件SAP2000为工具，通过实桥有限元建模，对其模态进行分析，为桥梁健康状态评估提供了数值模拟试验模型及试验数据。在所建立的人工神经网络中，根据桥梁健康状态评估的特点，对网络的类型、网络拓扑结构、各层传递函数、特征参数、数据前处理方法及训练样本个数等作出有根据的选择，并借助M

2、ATLAB图形用户界面，构建神经网络，完成对样本矢量的输入，以及对所建网络的训练，为实现混凝土斜拉桥健康状态评估提供了合适的工具。根据混凝土斜拉桥的特点，用层次分析法确定斜拉桥各子结构对受损后结构健康状况的影响权重；通过正交试验，选择典型斜拉索，可大大减少评估计算工作量；对混凝土斜拉桥结构健康状态进行分析，提出了基于人工神经网络的评估技术，并进行实桥应用，能够有效地反映现有混凝土斜拉桥结构健康状态。关键词：混凝土斜拉桥，健康状态，有限元建模，模态分析，层次分析法，正交试验，人工神经网络，分类评估ResearchofConcreteCable-stayedBridg

3、eHealthConditionEvaluationTechniqueBasedonANNAbstractOnthebasisofthedataanalysisofthecable-stayedbridgemode，bridgehealthmonitoringandevaluatingresearchesandArtificialNeuralNetwork(ANN)theoryanditsapplyingdocumentationfrommanycountries，accordingtoconcretecable—stayedbridgecharacteristi

4、c，usingthemodeanalysistechniqueandthemaintoolofANN，thepaperresearchesthemodeoftheconcretecable—stayedbridge,theweightsofthesub-structure，thecablesselection，thehealthevaluatingmethodandoperatingprocess．AccordingtothedataofTsingIaoDanshancable-stayedbridge，usingthetoolofstructureanalysi

5、ssoftwareSAP2000，thepapersetsupthefiniteelementmodelofthebridge，andanalyzesitsmode；sothenumericalsimulatingmodeandtestdataforthebridgehealthevaluationisavailable．IntheANNwhichthepapersetsup，accordingtohealthevaluatepropertyofconcretecable-stayedbridge，thepaperselectstheANNtype、webtopo

6、logystructure、transferfunctionineverylayer、stampparameter、datapretreatmentandquantityoftraimngexamples；andwiththehelpofGraphicalUserInterfaces(GUI)ofMatiabsoftware，thepaperbuiltANN，importsthesamplevector，andtrainstheANN$thusprovidesthetoolformakingthehealthconditionevaluationfunctioni

7、nthecable-stayedbridgeintoreality．Accordingtothepropertyofconcretecable—stayedbridge，thepapercalculatestheimpactweightsofeverysub—structureindamagedbridgebyAnalyticHierarchyProcess(AHP)method；selectstypicalcablesbyorthogonalexperimentationmethod，sotheevaluatingworkloadisreducedgreatly

8、；anda